DE102012004841A1 - Antibacterial, usable as a wound dressing sheet and method for its production - Google Patents

Antibacterial, usable as a wound dressing sheet and method for its production Download PDF

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DE102012004841A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein als Wundauflage verwendbares Flächengebilde, welches elementare Metallpartikel enthält.The invention relates to a usable as a wound dressing sheet containing elemental metal particles.

Description

Gebiet der Erfindung:Field of the invention:

Die Erfindung betrifft ein als Wundauflage verwendbares Flächengebilde mit antibakteriellen Eigenschaften. Insbesondere betrifft die Erfindung ein metallhaltiges Kollagenmaterial.The invention relates to a usable as a wound dressing sheet with antibacterial properties. In particular, the invention relates to a metal-containing collagen material.

Hintergrund der Erfindung:Background of the invention:

Als Wundauflage verwendbare Flächengebilde sind bekannt. Dabei handelt es sich insbesondere um Kollagene, die aus der Haut von Säugetieren hergestellt werden.As a wound dressing usable fabrics are known. These are in particular collagens, which are produced from the skin of mammals.

Zur Erzielung antibakterieller Eigenschaften ist es bekannt, als Wundauflage verwendete Flächengebilde mit Antibiotika zu versehen.To achieve antibacterial properties, it is known to provide antibiotics to fabrics used as wound dressings.

Insbesondere bei schlecht heilenden Wunden wie sie insbesondere bei Diabetes vorkommen sowie bei Brandverletzungen und multiresistenten Keimen können mit Antibiotika oft keine hinreichenden Erfolge erzielt werden.Especially with poorly healing wounds as they occur especially in diabetes as well as burn injuries and multidrug-resistant germs can often be achieved with antibiotics no satisfactory results.

Weiter sind aus der Praxis kollagenhaltige Flächengebilde bekannt, die zur Bereitstellung von antibakteriellen Eigenschaften mit Silber geimpft sind.Also known in practice are collagen-containing sheets that are seeded with silver to provide antibacterial properties.

Hierfür werden Silbersalze verwendet. Die verwendeten Silbersalze haben den Nachteil, dass es in vielen Fällen bereits unmittelbar nach dem Aufbringen des Flächengebildes auf die Wunde zu einer schnellen Abgabe nahezu des gesamten Silbers kommt, so dass zum einen unerwünscht hohe toxische Konzentrationen in der Nähe der Wundauflage entstehen und zum anderen die Wirkung nicht lange anhält.For this silver salts are used. The silver salts used have the disadvantage that in many cases immediately after the application of the fabric to the wound, rapid release of almost all the silver occurs, resulting in undesirably high toxic concentrations in the vicinity of the wound dressing and secondly Effect does not last long.

Weiter wird durch die verwendeten Silbersalze das Flächengebilde oft in unerwünschter Weise dunkel verfärbt.Furthermore, the sheet is often darkened undesirably by the silver salts used.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein als Wundauflage verwendbares Flächengebilde herzustellen, bei dem die genannten Nachteile des Standes der Technik reduziert sind.The invention is based on the object to produce a usable as a wound dressing sheet in which the mentioned disadvantages of the prior art are reduced.

Insbesondere soll die Abgabe der Metallatome verbessert werden.In particular, the release of the metal atoms should be improved.

Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:

Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes sowie durch ein Flächengebilde nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object of the invention is already achieved by a method for producing a usable as a wound dressing sheet and by a sheet material according to one of the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem jeweiligen Unteranspruch zu entnehmen.Preferred embodiments and further developments of the invention are to be taken from the respective subclaim.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes. Ein derartiges Material ist dadurch gekennzeichnet, dass es auf eine Wunde aufgelegt wird und eine blutstillende Wirkung hat. Hierfür können beispielsweise Folien, Schwämme oder vließartige Materialien verwendet werden.The invention relates to a method for producing a fabric usable as a wound dressing. Such a material is characterized in that it is applied to a wound and has a hemostatic effect. For this purpose, for example, films, sponges or fleece-like materials can be used.

Das Flächengebilde wird aus einem flüssigen Ausgangsmaterial hergestellt, was bedeutet, dass bei der Herstellung des Flächengebildes in zumindest einem Herstellungsschritt das Ausgangsmaterial beziehungsweise Vorprodukt flüssig ist.The sheet is produced from a liquid starting material, which means that in the production of the sheet in at least one production step, the starting material or precursor is liquid.

Es kann sich dabei um eine Suspension oder um eine Lösung handeln.It can be a suspension or a solution.

So zeigt beispielsweise die Offenlegungsschrift EP 2 089 255 A2 (AAP Biomaterials GmbH) ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Kollagenmaterials. Aus der nasschemisch aufbereiteten und mechanischen zerkleinerten Haut von Säugetieren wird eine Suspension hergestellt. Diese Suspension bildet das flüssige Ausgangsmaterial im Sinne der Erfindung.For example, the published patent application EP 2 089 255 A2 (AAP Biomaterials GmbH) a method for producing a porous collagen material. A suspension is prepared from the wet-chemically processed and mechanically comminuted skin of mammals. This suspension forms the liquid starting material in the context of the invention.

Weiter aus der Praxis bekannt ist die Herstellung von Kollagenmaterialien aus Atelokollagenen, welche zunächst in Wasser gelöst werden. Durch Trocknung der Lösung kann ein kollagenhaltiges Flächengebilde hergestellt werden.Further known from practice is the production of collagen materials from atelocollagen which are first dissolved in water. By drying the solution, a collagen-containing sheet can be produced.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren aber auch auf durch Polymerisation hergestellte Alternativmaterialien.The invention also relates, however, also to alternative materials produced by polymerization.

Insbesondere ist es denkbar, ein als Wundauflage verwendbares Flächengebilde aus einem Polysaccharid oder aus einem Hyaluronat herzustellen.In particular, it is conceivable to produce a surface usable as a wound dressing of a polysaccharide or of a hyaluronate.

Gemäß der Erfindung wird dem flüssigen Ausgangsmaterial eine Suspension zugesetzt, die elementare Metallpartikel, also Metallpartikel in nicht ionischer Form enthält. Bei Herstellung des Flächengebildes etwa durch Trocknung oder Polymerisation werden diese Metallpartikel in elementarer Form in das Flächengebilde eingebaut.According to the invention, a suspension is added to the liquid starting material which contains elemental metal particles, that is metal particles in non-ionic form. When the fabric is produced by, for example, drying or polymerization, these metal particles are incorporated into the fabric in elemental form.

Hierdurch werden die eingangs erwähnten Nachteile der Verwendung von Metallsalzen vermieden.As a result, the aforementioned disadvantages of the use of metal salts are avoided.

An Ihrer Oberfläche liegen die Metalle als Ionen vor. Durch eine kleine Partikelgröße kann eine große wirksame Oberfläche geschaffen werden, die die Metallionen in die Umgebung abgibt. Durch den Einsatz von elementaren Metallen werden Die Ionen immer wieder von der Oberfläche nachgeliefert. Es erfolgt eine gleichmäßige Abgabe über einen längeren Zeitraum verteilt. At their surface, the metals are present as ions. A small particle size can create a large effective surface that releases the metal ions into the environment. Through the use of elemental metals, the ions are replenished again and again from the surface. There is a uniform delivery over a longer period distributed.

Als Metalle kommen insbesondere Silber, Gold, Zink und/oder Kupfer in Frage. Vorzugsweise wird Silber verwendet.Particularly suitable metals are silver, gold, zinc and / or copper. Preferably, silver is used.

Insbesondere wird eine Suspension mit Metallpartikeln mit einer mittleren Partikelgröße zwischen 10 nm und 10 μm verwendet.In particular, a suspension with metal particles having an average particle size between 10 nm and 10 microns is used.

Vorzugsweise werden Nanopartikeln mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 50 nm verwendet.Preferably, nanoparticles having an average particle size of less than 50 nm are used.

Die metallpartikelhaltige Suspension ist vorzugsweise mit einem Stabilisator derart stabilisiert, dass über einen hinreichend langen Zeitraum die Metallpartikel in der Schwebe bleiben.The metal particle-containing suspension is preferably stabilized with a stabilizer such that the metal particles remain in suspension for a sufficiently long period of time.

Ein Verfahren zur Herstellung einer stabilen Suspension mit Metallnanopartikeln ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungschrift DE 10 2009 059 276 A1 (Rent-a-Scientist GmbH) gezeigt. Auf den Offenbarungsgehalt dieses Dokumentes wird in Bezug auf die Herstellung der verwendeten metallpartikelhaltigen Suspension vollumfänglich verwiesen.A method for producing a stable suspension with metal nanoparticles is described, for example, in the German Offenlegungschrift DE 10 2009 059 276 A1 (Rent-a-Scientist GmbH). Reference is made in full to the disclosure content of this document in relation to the preparation of the metal particle-containing suspension used.

Es versteht sich, dass beim hergestellten, als Wundauflage verwendbaren Flächengebilde, diese Partikel zumindest teilweise als Agglomerate vorliegen können.It is understood that in the case of the fabric which can be used as a wound dressing, these particles can at least partially be present as agglomerates.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Flächengebilde durch Trocknung des Ausgangsmaterials bei einer Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes des Ausgangsmaterials durchgeführt.In a preferred embodiment of the invention, the sheet is formed by drying the starting material at a temperature above the freezing point of the starting material.

Ausgehend von der Lehre des EP 2 098 255 A2 , bei der ein poröses Flächengebilde durch Gefriertrocknung hergestellt wird, kann insbesondere bei einer Trocknung oberhalb der Gefriertemperatur ein Material hergestellt werden, bei dem sich in diesem Falle das Kollagen auf dem Boden absetzt und ein folienartiges, dichtes und idealerweise zumindest teilweise transparentes Flächenmaterial bildet.Based on the teaching of EP 2 098 255 A2 in which a porous sheet is produced by freeze-drying, in particular when drying above the freezing temperature, a material can be produced in which the collagen settles to the bottom and forms a sheet-like, dense and ideally at least partially transparent sheet material.

Ein Material mit einer geschlossenen Porosität von weniger als 50%, vorzugsweise von weniger als 20%, hat den Vorteil, dass die Metallpartikel in diesem besser gehalten werden, was die Abgabe verlangsamt.A material with a closed porosity of less than 50%, preferably less than 20%, has the advantage that the metal particles in it are kept better, which slows down the delivery.

Es versteht sich aber, dass im Sinne der Erfindung auch ein gemäß der Lehre der EP 2 098 255 A2 hergestelltes Kollagenmaterial verwendet werden kann. Dieses Material ist hochporös und sehr flexibel und ist je nach Anwendungszweck einem Material mit geringer Porosität vorzuziehen.It is understood, however, that in accordance with the invention, a according to the doctrine of EP 2 098 255 A2 produced collagen material can be used. This material is highly porous and very flexible and is preferable to a low porosity material, depending on the application.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Flächengebilde zu über 70%, vorzugsweise zu über 90% aus Kollagen.In one embodiment of the invention, the fabric consists of more than 70%, preferably more than 90%, of collagen.

Das Flächengebilde kann eine Dicke zwischen 0,05 und 2,00 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,00 mm aufweisen.The sheet may have a thickness between 0.05 and 2.00 mm, preferably between 0.1 and 1.00 mm.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die metallpartikelhaltige Suspension derart dosiert, dass ein Flächengebilde mit einem Anteil an Metallpartikeln zwischen 10 und 100.000 ppm, vorzugsweise zwischen 100 und 10.000 ppm bereit gestellt wird.In a preferred embodiment of the invention, the metal particle-containing suspension is metered in such a way that a sheet with a proportion of metal particles between 10 and 100,000 ppm, preferably between 100 and 10,000 ppm is provided.

Beschreibung der Zeichnungen:Description of the drawings:

Die Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2 näher erläutert werden.The invention will be described below with reference to the figures 1 and 2 be explained in more detail.

1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines kollagenhaltigen Flächengebildes. 1 shows a flowchart of a method for producing a collagen-containing sheet.

Zunächst wird Schweinehaut basisch und oxidativ aufbereitet.First, pigskin is prepared alkaline and oxidative.

Hierfür können beispielsweise Wasserstoffperoxid und Natronlauge verwendet werden, in welche das Ausgangsmaterial abwechselnd eingetaucht und sodann ausgewaschen wird.For this example, hydrogen peroxide and sodium hydroxide solution can be used, in which the starting material is alternately immersed and then washed out.

Durch diese nasschemische Aufbereitung wird ein Ausgangsmaterial bereit gestellt, was zu über 70%, vorzugsweise zu über 80% aus Kollagen besteht.By this wet-chemical preparation, a starting material is provided, which consists of more than 70%, preferably more than 80% of collagen.

Sodann wird die nasschemisch aufgereinigte Schweinehaut angesäuert. Hierfür wird vorzugsweise Phosphorsäure verwendet, oder eine andere Säure wie z. B. Salz- oder Essigsäure.Then the wet-chemical purified pig skin is acidified. For this purpose, phosphoric acid is preferably used, or another acid such as. For example, hydrochloric or acetic acid.

Zur Herstellung einer Suspension wird die Schweinehaut zunächst durch Wolfen mechanisch zerkleinert und sodann aus dem durch weitere Zerkleinerungsschritte entstandene Brei eine wässrige Suspension hergestellt. Diese Suspension hat insbesondere einen Feststoffgehalt zwischen 0,5 und 5%.To prepare a suspension, the pig skin is first mechanically comminuted by means of grinding and then an aqueous suspension is prepared from the slurry formed by further comminution steps. In particular, this suspension has a solids content of between 0.5 and 5%.

Sodann wird die wässrige Suspension durch Zugabe eines Phosphatpuffers auf einen neutralen bis leicht basischen pH-Wert von 6,5 bis 8,5 eingestellt. The aqueous suspension is then adjusted to a neutral to slightly basic pH of 6.5 to 8.5 by addition of a phosphate buffer.

Anschließend wird eine Nanosilber enthaltene wässrige Suspension zugesetzt. Es sollte dabei eine Suspension verwendet werden, die über einen längeren Zeitraum stabil ist. Das Metall wird nicht als Salz, sondern als elementares Silber zugegeben.Subsequently, a nanosilver-containing aqueous suspension is added. A suspension should be used which is stable over a longer period of time. The metal is not added as a salt, but as elemental silver.

Um eine gute Verteilung zu erreichen kann die Zugabe der Nanosilber enthaltenen Suspension mit Hilfe von geeigneten Dispergierhilfen, beispielsweise in einem Ultraschallbad oder einer Mühle nach dem Rotor-Stator-Prinzip erfolgen.In order to achieve a good distribution, the addition of the suspension containing nanosilver can be carried out with the aid of suitable dispersing aids, for example in an ultrasonic bath or a mill according to the rotor-stator principle.

Anschließend wird die Suspension in Schalen bei einer Temperatur von über 20° Celsius unter Vakuum getrocknet.Subsequently, the suspension is dried in trays at a temperature of over 20 ° Celsius under vacuum.

Das Kollagen setzt sich dabei überwiegend als folienartiges Gebilde auf dem Schalenboden ab, wobei ein großer Teil der Silberpartikel in dem entstehenden Material festgesetzt sind.The collagen settles predominantly as a foil-like structure on the shell bottom, wherein a large part of the silver particles are fixed in the resulting material.

Anschließend kann das getrocknete Flächengebilde verpackt und sterilisiert werden.Subsequently, the dried fabric can be packaged and sterilized.

Die Sterilisation kann beispielsweise mit Ethylenoxid erfolgen, zudem können so Quervernetzungen herbei geführt werden, die die Stabilität des entstandenen Materials erhöhen.The sterilization can be carried out, for example, with ethylene oxide, in addition cross-linking can be brought about that increase the stability of the resulting material.

Weiter ist eine Sterilisation des bereits verpackten Materials durch Bestrahlung möglich. Auch die Verwendung von ionisierenden Strahlen zur Sterilisation ist möglich.Furthermore, sterilization of the already packaged material by irradiation is possible. The use of ionizing radiation for sterilization is also possible.

Das hergestellte Material rehydratisiert sehr schnell, hat eine gute blutstillende Wirkung und ist auch im trockenen Zustand faltbar, rollbar und leicht schneidbar.The produced material rehydrates very quickly, has a good hemostatic effect and is also foldable in the dry state, rollable and easy to cut.

Zudem ist das Material zumindest derart transluzent, dass das aufgelegte Material das darunter liegende Gewebe erkennen lässt. Unter dem Flächengebilde sich bildende Komplikationen wie Entzündungen können gut erkannt werden.In addition, the material is at least so translucent that the applied material reveals the underlying tissue. Under the fabric forming complications such as inflammation can be well recognized.

Weiter neigt das Material weniger zum Festkleben und kann leichter entfernt werden.Furthermore, the material is less prone to sticking and can be removed more easily.

2 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes, welches etwa 1000 ppm Nanosilber enthält. 2 shows a scanning electron micrograph of a usable as a wound dressing sheet containing about 1000 ppm of nanosilver.

Dieses Material wurde im Wesentlichen entsprechend der Lehre EP 2 089 255 A2 hergestellt, wobei nach dem Neutralisieren der Suspension eine silbernanopartikelhaltige Suspension nach der Lehre der DE 10 2009 059 276 A1 zugesetzt wurde.This material was essentially according to the teaching EP 2 089 255 A2 prepared after neutralizing the suspension, a silver nanoparticle-containing suspension according to the teaching of DE 10 2009 059 276 A1 was added.

Es wurden bei der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme Silberpartikel sowohl in oberflächennahen Bereichen, als auch in der Mitte des Flächengebildes gefunden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Suspension durch einen Emulgator stabilisiert ist, sodass sich die Silberpartikel in dem flüssigen Vorprodukt gleichmäßig verteilen.In the scanning electron micrograph silver particles were found both in near-surface areas and in the middle of the area. This is due to the fact that the suspension is stabilized by an emulsifier, so that the silver particles are evenly distributed in the liquid precursor.

Weiter ist zu erkennen, dass die Silberpartikel größtenteils in Agglomeraten vorliegen, was die Wirksamkeit nicht beeinträchtigt.It can also be seen that the silver particles are largely present in agglomerates, which does not affect the effectiveness.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2089255 A2 [0015, 0054] EP 2089255 A2 [0015, 0054]
  • DE 102009059276 A1 [0026, 0054] DE 102009059276 A1 [0026, 0054]
  • EP 2098255 A2 [0029, 0031] EP 2098255 A2 [0029, 0031]

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Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes, wobei das Flächengebilde aus einem flüssigen Ausgangsmaterial hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem flüssigen Ausgangsmaterial eine Suspension zugesetzt wird, die elementare Metallpartikel enthält.A process for the preparation of a sheet material usable as a wound dressing, wherein the sheet material is produced from a liquid starting material, characterized in that a suspension containing elemental metal particles is added to the liquid starting material. Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde durch Trocknung einer Lösung oder Suspension hergestellt wird.A process for the preparation of a wound-covering sheet according to claim 1, characterized in that the sheet is produced by drying a solution or suspension. Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde durch Vernetzung, insbesondere Polymerisation, hergestellt wird, insbesondere durch Polymerisation eines Saccharids oder eines dessen Abkömmlingen.A process for the production of a fabric usable as a wound dressing according to claim 1, characterized in that the fabric is produced by crosslinking, in particular polymerization, in particular by polymerization of a saccharide or one of its derivatives. Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde durch Trocknung des Ausgangsmaterials bei einer Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes des Ausgangsmaterials durchgeführt wird.A process for producing a wound dressing sheet according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheet is made by drying the starting material at a temperature above the freezing point of the starting material. Verfahren zur Herstellung eines als Wundauflage verwendbaren Flächengebildes nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension mit Silberpartikeln verwendet wird.A process for the production of a fabric usable as a wound dressing according to any one of the preceding claims, characterized in that a suspension with silver particles is used. Verfahren zur Herstellung eines kollagenhaltigen Flächengebildes nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension mit Metallpartikeln mit einer mittleren Partikelgröße zwischen 10 nm und 10 μm, vorzugsweise mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 50 nm, verwendet wird.A process for producing a collagen-containing sheet according to any one of the preceding claims, characterized in that a suspension with metal particles having an average particle size between 10 nm and 10 microns, preferably having an average particle size of less than 50 nm, is used. Als Wundauflage verwendbares Flächengebilde, herstellbar, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.Can be used as a wound dressing sheet, produced, in particular produced by a method according to any one of the preceding claims. Als Wundauflage verwendbares Flächengebilde nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde eine geschlossene Porosität von weniger als 50%, vorzugsweise von weniger als 20% aufweist.A wound dressing sheet according to the preceding claim, characterized in that the sheet has a closed porosity of less than 50%, preferably less than 20%. Als Wundauflage verwendbares Flächengebilde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde zu über 70%, vorzugsweise zu über 90% aus Kollagen besteht.As a wound dressing usable sheet material according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheet consists of more than 70%, preferably more than 90% of collagen. Als Wundauflage verwendbares Flächengebilde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde eine Dicke zwischen 0,05 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 mm aufweist. As a wound dressing usable sheet material according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheet has a thickness between 0.05 and 2 mm, preferably between 0.1 and 1 mm.
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